Python开发向导

领先的实用技能——打造云计算工程师

科学的训练模式——授人以渔而不只是作品临摹

真实的项目驱动——行业知识与专业设计相呼应

便捷的学习体验——传统教材与二维码革命性携手

“互联网+ 人工智能”时代，新技术的发展可谓是一日千里，云计算、大数据、物联网、区块链、虚拟现实、机器学习、深度学习等等，已经形成一波新的科技浪潮。以云计算为例，国内云计算市场的蛋糕正变得越来越诱人，以下列举了2016 年以来发生的部分大事。

1．中国联通发布云计算策略，并同步发起成立“中国联通沃云+ 云生态联盟”，全面开启云服务新时代。

2．内蒙古斥资500 亿元欲打造亚洲最大云计算数据中心。

3．腾讯云升级为平台级战略，旨在探索云上生态，实现全面开放，构建可信赖的云生态体系。

4．百度正式发布“云计算+ 大数据+ 人工智能”三位一体的云战略。

5．亚马逊AWS 和北京光环新网科技股份有限公司联合宣布：由光环新网负责运营的AWS 中国（北京）区域在中国正式商用。

6．来自Forrester 的报告认为，AWS 和OpenStack 是公有云和私有云事实上的标准。

7．网易正式推出“网易云”。网易将先行投入数十亿人民币，发力云计算领域。

8．金山云重磅发布“大米”云主机，这是一款专为创业者而生的性能王云主机，采用自建11 线BGP 全覆盖以及VPC 私有网络，全方位保障数据安全。

DT 时代，企业对传统IT 架构的需求减弱，不少传统IT 企业的技术人员，面临失业风险。全球最知名的职业社交平台LinkedIn 发布报告，最受雇主青睐的十大职业技能中“云计算”名列前茅。2016 年，中国企业云服务整体市场规模超500 亿元，预计未来几年仍将保持约30% 的年复合增长率。未来5 年，整个社会对云计算人才的需求缺口将高达130 万。从传统的IT 工程师转型为云计算与大数据专家，已经成为一种趋势。

基于云计算这样的大环境，课工场（www.kgc.cn）的教研团队几年前开始策划的“云计算工程师系列”教材应运而生，它旨在帮助读者朋友快速成长为符合企业需求的、优秀的云计算工程师。这套教材是目前业界最全面、专业的云计算课程体系，能够满足企业对高级复合型人才的要求。参与本书编写的院校老师还有盛鸿宇、库波、张永等。

课工场是北京大学下属企业北京课工场教育科技有限公司推出的互联网教育平台，专注于互联网企业各岗位人才的培养。平台汇聚了数百位来自知名培训机构、高校的顶级名师和互联网企业的行业专家，面向大学生以及需要“充电”的在职人员，针对与互联网相关的产品设计、开发、运维、推广和运营等岗位，提供在线的直播和录播课程，并通过遍及全国的几十家线下服务中心提供现场面授以及多种形式的教学服务，并同步研发出版最新的课程教材。

除了教材之外，课工场还提供各种学习资源和支持服务，包括：

● 现场面授课程

● 在线直播课程

● 录播视频课程

● 授课PPT 课件

● 案例素材下载

● 扩展资料提供

● 学习交流社区

● QQ讨论组（技术，就业，生活）

以上资源请访问课工场网站www.kgc.cn。

本套教材特点

（1）科学的训练模式

● 科学的课程体系。

● 创新的教学模式。

● 技能人脉，实现多方位就业。

● 随需而变，支持终身学习。

（2）企业实战项目驱动

● 覆盖企业各项业务所需的IT 技能。

● 几十个实训项目，快速积累一线实践经验。

（3）便捷的学习体验

● 提供二维码扫描，可以观看相关视频讲解和扩展资料等知识服务。

● 课工场开辟教材配套版块，提供素材下载、学习社区等丰富的在线学习资源。

读者对象

（1）初学者：本套教材将帮助你快速进入云计算及运维开发行业，从零开始逐步成长为专业的云计算及运维开发工程师。

（2）初中级运维及运维开发者：本套教材将带你进行全面、系统的云计算及运维开发学习，逐步成长为高级云计算及运维开发工程师。

课工场出品（www.kgc.cn）

前言
课程设计说明
第1 章　Python 开发基础 ................. 1
1.1　Python 简介 ............................... 2
1.2　Python 的版本和安装 ................. 3
1.3　Python 开发工具IDLE ............... 4
1.4　Python 绘图 ............................... 7
1.5　Python 的变量 ........................... 9
1.6　Python 常用的数据类型 ............11
1.6.1　数字 ..................................................11
1.6.2　字符串 .............................................. 12
1.6.3　列表 ................................................. 15
1.6.4　元组 ................................................. 20
1.6.5　字典 ................................................. 22
本章总结........................................... 25
本章作业........................................... 25
第2 章　Python 条件与循环 ............ 27
2.1　Python 条件判断 ...................... 28
2.1.1　if 条件语句 ....................................... 28
2.1.2　条件表达式与关系运算符 ................. 29
2.1.3　if-else 条件语句 ................................ 30
2.1.4　多重if 语句 ...................................... 30
2.1.5　if 语句的常见问题 ............................. 31
2.2　Python 的循环 ......................... 32
2.2.1　while 循环 ........................................ 32
2.2.2　for 循环 ............................................ 36
2.2.3　循环控制 .......................................... 40
2.2.4　循环综合案例 ................................... 41
本章总结........................................... 45
本章作业........................................... 45
第3 章　Python 函数 ....................... 47
3.1　函数 ......................................... 48
3.2　变量作用域 .............................. 56
3.3　lambda 函数 ............................ 58
3.4　内建函数 .................................. 58
本章总结........................................... 63
本章作业........................................... 63
第4 章　面向对象编程 .................... 65
4.1　面向对象的思想 ....................... 66
4.2　理解类与对象 ........................... 67
4.3　类与对象 .................................. 69
4.4　类的封装、继承、多态 ............ 80
4.4.1　类的封装 .......................................... 80
4.4.2　类的继承 .......................................... 82
4.4.3　类的多态 .......................................... 84
本章总结........................................... 85
本章作业........................................... 85
第5 章　模块与文件操作 ................. 87
5.1　模块与包 .................................. 88
5.1.1　模块 ................................................. 88
5.1.2　包 ..................................................... 90
5.2　常用模块 .................................. 91
5.3　文件和目录操作 ....................... 98
5.3.1　文件操作 .......................................... 98
5.3.2　目录操作 ........................................ 103
本章总结......................................... 104
本章作业......................................... 105
第6 章　异常处理与程序调试 ........ 107
6.1　异常处理 ................................ 108
6.2　调试和测试程序 ......................117
6.2.1　调试程序 .........................................117
6.2.2　测试程序 .........................................118
本章总结..........................................119
本章作业..........................................119
第7 章　GUI 编程与游戏开发 ....... 121
7.1　Tkinter 模块 ........................... 122
7.1.1　Tkinter 模块介绍 ............................ 122
7.1.2　Tkinter 组件 ................................... 123
7.1.3　事件 ............................................... 129
7.1.4　图形的ID ....................................... 132
7.2　Python 游戏开发 .................... 134
7.2.1　弹球游戏 ........................................ 134
7.2.2　兔小弟保卫战 ................................. 135
本章总结......................................... 137
本章作业......................................... 137
第8 章　Python 操作数据库 .......... 139
8.1　Python 操作MySQL .............. 140
8.1.1　MySQLdb 简介 .............................. 140
8.1.2　MySQLdb 使用 .............................. 141
8.2　Python 操作Redis ................. 146
本章总结......................................... 151
本章作业......................................... 151
第9 章　Python 正则表达式 .......... 153
9.1　re 模块 ................................... 154
9.2　正则表达式示例 ..................... 157
9.2.1　正则表达式示例 ............................. 157
9.2.2　抓取网页图片案例 .......................... 165
本章总结......................................... 165
本章作业......................................... 166
第10 章　迭代器、生成器与
　　　　 装饰器 ........................... 167
10.1　闭包 ..................................... 168
10.1.1　闭包简介 ...................................... 168
10.1.2　闭包应用 ...................................... 172
10.2　迭代器与生成器 ................... 174
10.2.1　迭代器 .......................................... 174
10.2.2　生成器 .......................................... 175
10.3　装饰器.................................. 177
本章总结......................................... 180
本章作业......................................... 180
第11 章　线程、进程、协程
　　　　 与Socket ....................... 181
11.1　进程和线程 ........................... 182
11.1.1　进程和线程概述............................ 182
11.1.2　线程基础 ...................................... 183
11.2　Socket 模块及应用 ............... 186
11.2.1　Socket 模块 .................................. 186
11.2.2　Python 实现简单的聊天程序 ........ 191
11.3　同步、异步、阻塞和
　　 非阻塞 .................................. 192
11.3.1　简介.............................................. 192
11.3.2　实现同步、异步、阻塞和
　　　 非阻塞 ......................................... 193
11.4　线程高级编程 ....................... 198
11.5　协程 ..................................... 203
本章总结......................................... 203
本章作业......................................... 204
第12 章　序列化与数据结构 ......... 205
12.1　序列化&JSON ..................... 206
12.1.1　序列化 .......................................... 206
12.1.2　JSON ........................................... 208
12.2　数据结构 ...............................211
12.2.1　常用数据结构 ................................211
12.2.2　数据结构应用 ............................... 216
本章总结......................................... 218
本章作业......................................... 218
第13 章　Python 开发应用 ........... 219
13.1　实现子网划分 ....................... 220
13.2　编写端口扫描器 ................... 224
13.3　实现Slack 聊天机器人......... 228
本章总结......................................... 236

1. Java面向对象程序设计 [主编 姜春磊 陈虹洁]
2. C语言程序设计实验指导与实训（第二版） [主编 倪燃]
3. Python程序设计及实践教程 [肖朝晖]
4. C语言程序设计 [魏琴 刘祖珉 赵仕波 肖阳春]
5. C语言程序设计实验教程 [张小刚 司春景]
6. 电气控制与PLC程序设计（第二版） [胡冠山]
7. Java Web项目化设计实践教程 [邱云 曾陈萍]
8. C语言程序设计（第三版） [主编 丁红 王立新 蔡开立]
9. Python数据分析 [主编　冯志辉　赵磊　李放]
10. Python程序设计与应用（第二版） [主编 张广渊]
11. C程序设计实践教程 [刘卫国]
12. C程序设计（慕课版） [刘卫国]
13. 程序设计基础实践教程（C/C++语言版） [张桂芬 葛丽娜]
14. C++案例项目精讲 [主编 杨国兴]
15. SwiftUI完全开发 [李智威 著]
16. MySQL数据库项目式教程 [陈亚峰]
17. C语言程序设计习题与实验指导（第二版） [主编 甄增荣 张宾]
18. C语言程序设计（第二版） [主编 甄增荣 田云霞]
19. Unity3D虚拟现实应用开发实践 [主 编 刘龙]
20. Python程序设计 [主编 姜春磊 陈虹洁]
21. C语言程序设计实践教程（活页式） [主编 郑茵 陈巍 滕泓虬]
22. 面向对象程序设计 [主编 张勇 张平华 赵小龙]
23. Python程序设计基础及实战 [主编　刘健]
24. C语言程序设计 [姜雪]
25. Python程序设计实践教程 [王鹤琴 蔡正保]
26. C++程序设计实践教程（第三版） [主编 刘卫国 曹岳辉]
27. C++程序设计（第三版） [主编 曹岳辉 刘卫国]
28. C语言程序设计项目化教程（活页式） [主编 张利华 潘晓利]
29. 深入性能测试——LoadRunner性能测试、流程、监控、调优全程实战 [黄文高 编著]
30. 机器人流程自动化（RPA）实战——基于UiPath [主编　金鑫]